Partículas diminutas, gran impacto
Tomar una respiración profunda. Incluso si el aire parece claro, es casi seguro que inhalará decenas de millones de partículas sólidas y gotas de líquido. Estas ubicuas partículas de materia se conocen como aerosoles y se pueden encontrar en el aire sobre océanos, desiertos, montañas, bosques, hielo y todos los ecosistemas intermedios. Se desplazan en la atmósfera de la Tierra desde la estratosfera hasta la superficie y varían en tamaño desde unos pocos nanómetros (menos que el ancho de los virus más pequeños) hasta varias decenas de micrómetros, aproximadamente el diámetro del cabello humano. A pesar de su pequeño tamaño, tienen un gran impacto en nuestro clima y nuestra salud.
Los aerosoles (partículas diminutas, sólidas y líquidas en el aire) están presentes en toda la atmósfera y son en gran parte responsables de los cielos brumosos, como en esta fotografía de Shenzen, China.
Diferentes especialistas describen las partículas en función de su forma, tamaño y composición química. Los toxicólogos se refieren a los aerosoles como materia ultrafina, fina o gruesa. Las agencias reguladoras, así como los meteorólogos, generalmente las llaman materia particulada: PM 2.5 o PM 10 , según su tamaño. En algunos campos de la ingeniería, se llaman nanopartículas. Los medios de comunicación suelen utilizar términos cotidianos que insinúan fuentes de aerosoles, como humo, cenizas y hollín.
Los climatólogos suelen utilizar otro conjunto de etiquetas que se refieren a la composición química. Los grupos clave de aerosoles incluyen sulfatos, carbón orgánico, carbón negro, nitratos, polvo mineral y sal marina. En la práctica, muchos de estos términos son imperfectos, ya que los aerosoles a menudo se agrupan para formar mezclas complejas. Es común, por ejemplo, que las partículas de carbón negro del hollín o el humo se mezclen con nitratos y sulfatos, o que cubran las superficies de polvo, creando partículas híbridas.
La sal marina, el polvo y la ceniza volcánica son tres tipos comunes de aerosoles.
La mayor parte de los aerosoles, alrededor del 90 por ciento en masa, tiene orígenes naturales. Los volcanes, por ejemplo, arrojan enormes columnas de ceniza al aire, así como dióxido de azufre y otros gases, produciendo sulfatos. Los incendios forestales envían carbono orgánico parcialmente quemado a lo alto. Ciertas plantas producen gases que reaccionan con otras sustancias en el aire para producir aerosoles, como el "humo" en las Grandes Montañas Humeantes de los Estados Unidos. Asimismo, en el océano, algunos tipos de microalgas producen un gas sulfuroso llamado dimetilsulfuro que se puede convertir en sulfatos en la atmósfera.
La sal marina y el polvo son dos de los aerosoles más abundantes, ya que las tormentas de arena azotan pequeños trozos de polvo mineral de los desiertos a la atmósfera y el rocío impulsado por el viento de las olas del océano arroja sal marina a lo alto. Ambos tienden a ser partículas más grandes que sus contrapartes artificiales.
Estas imágenes de microscopio electrónico de barrido (no a la misma escala) muestran la amplia variedad de formas de aerosoles. De izquierda a derecha: ceniza volcánica, polen, sal marina y hollín.
El 10 por ciento restante de los aerosoles se consideran antropogénicos o artificiales y provienen de una variedad de fuentes. Aunque menos abundantes que las formas naturales, los aerosoles antropogénicos pueden dominar el aire a favor del viento de las zonas urbanas e industriales.
La combustión de combustibles fósiles produce grandes cantidades de dióxido de azufre, que reacciona con el vapor de agua y otros gases en la atmósfera para crear aerosoles de sulfato. La quema de biomasa, un método común para limpiar la tierra y consumir desechos agrícolas, produce humo que se compone principalmente de carbón orgánico y carbón negro.
El polvo del desierto, los compuestos orgánicos volátiles de la vegetación, el humo de los incendios forestales y las cenizas volcánicas son fuentes naturales de aerosoles.
Los automóviles, las incineradoras, las fundiciones y las plantas de energía son productores prolíficos de sulfatos, nitratos, carbón negro y otras partículas. La deforestación, el pastoreo excesivo, la sequía y el riego excesivo pueden alterar la superficie de la tierra, aumentando la velocidad a la que los aerosoles de polvo ingresan a la atmósfera. Incluso en el interior, los cigarrillos, las cocinas, las chimeneas y las velas son fuentes de aerosoles.